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《客货共线铁路轨道工程施工技术规程》编制内容研究与实施要点解析.doc

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《客货共线铁路轨道工程施工技术规 程》编制内容研究与实施要点解析 曹德志 中铁一局集团新运工程有限公司 摘 要: 随着近年来客货共线铁路轨道铺设技术的进步, 双块式轨道、 枕式无砟道岔等新 的轨道结构大量应用, 原《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》及《有砟轨道 铁路铺砟整道施工作业指南》 , 已不能完全适应当前客货共线铁路发展需要, 部 分新技术内容施工标准缺失, 而且其中的部分条款内容不完善, 无法满足新技 术的推广和施工过程中质量控制, 需要重新制定相应的标准。 通过深入现场, 对 双块式无砟轨道施工、铺砟整道、无缝线路铺设、道岔铺设、轨道与相关专业接 口等关键技术进行研究, 深入分析施工技术要求及控制标准, 研究编制 《客货共 线铁路轨道工程施工技术规程》, 对新研究编制的规程的主要编制原则、研究的 关键技术内容、实施要点等进行阐述, 便于使新标准得到更好的理解和执行。 关键词: 客货共线铁路; 轨道工程; 施工技术规程; 执行要点; 解析; 作者简介:曹德志 (1979—) , 男, 高级工程师, 国家注册一级建造师, 2002 年毕业于同济大学土木工程专业, 工学学士, E-mail:461029275@qq.com。 Discussion on the Contents and Implementation of Technical Specification for Construction of Mixed Passenger and Freight Railway Track Engineering CAO De-zhi The Xinyun Engineering Co., Ltd., China Railway First Engineering Group; Abstract: With the development of the railway track laying technology of the passenger and freight railway in recent years, the new track structures such as bi-block sleeper ballastless track and sleeper-embedded ballastless track on turnout section have been widely used. The original Mixed Passenger Railway Track Construction Technology Guide and The Operation Guide for Ballast Track Laying and Trimming can 't adapt to the needs of current passenger and freight collinear railway development, and some new technologies and construction standards are absent and some of the content is not complete, which fails to satisfy the promotion of new technology and quality control and requires to re-develop appropriate standards. Through the research on the key technologies of bi-block ballastless track construction, slumping track, seamless line laying, turnout laying, track and related professional interface, the paper analyzes in depth the technical construction requirements and control standards, addresses the main technical principles of the compilation of new research in compiling Technical Specification for Construction of Mixed Passenger and Freight Railway Track Engineering, key technical contents and key points of implementation, which will make the new standard better understood and implemented. Keyword: Mixed passenger and freight railway; Track engineering; Technical specification for construction; Execute points; Analysis; 现行 《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》 (TZ201—2008) 发布已近 8年, 随 着铁路轨道新的结构的应用及新的铺轨方法不断研发采用, 原标准已无法满足 现场施工需要, 甚至制约部分新技术的推广。结合新一轮《铁路轨道工程施工质 量验收标准》和《铁路轨道设计规范》的修编, 在原《客货共线铁路轨道工程施 工技术指南》 (TZ201—2008) 及《有砟轨道铁路铺砟整道施工作业指南》 (铁 建设[2009]141 号) 的基础上, 充分吸纳沪汉蓉、精伊霍、奎北、昆沾、玉蒙、 宁西、吐库、西平、怀绍衡、永广等客货共线铁路的建设、运营经验, 统一客货 共线铁路轨道工程施工主要技术要求, 加强施工管理, 保证工程质量, 研究编 制《客货共线铁路轨道工程施工技术规程》 (以下简称:《规程》) 。文中对新 编的《规程》主要编制原则、主要内容和实施要点进行了阐述。 1 编制原则 (1) 认真总结我国前期客货共线轨道工程实践经验, 学习和借鉴了相关科研成 果, 纳入当前工程建设过程中, 针对相关重、难点问题而制定的加强和改进措 施。 (2) 围绕客货共线铁路轨道施工特点, 体现近几年客货共线铁路轨道的新技术、 新工艺、新设备、新材料, 体现标准的严谨性、先进性、科学性及适用性。 (3) 适用范围调整为适用于设计行车速度小于或等于 200 km/h新建标准轨距客 货共线铁路轨道工程施工。改建标准轨距铁路轨道工程另行制定标准。 (4) 体现“四新”技术及机械化、工厂化、专业化、信息化等现代化管理手段。 (5) 准确把握管理制度标准化、人员配备标准化、现场管理标准化、过程控制标 准化。针对工程施工, 明确必要的管理制度、人员配备要求、现场管理要求、施 工控制要求, 使施工过程中的关键要素都能够在《规程》中找到依据。 (6) 重点体现现代化管理手段, 围绕机械化、工厂化、专业化、信息化等施工手 段, 以标准的形式推广应用现代化先进技术, 整体提升铁路轨道工程施工技术 水平。 (7) 加强对既有施工工艺对比筛选, 淘汰一些工效低、 劳动强度大、 安全风险高、 影响职业健康的落后工艺和做法。施工方法采用的原则为:技术先进、经济合理、 安全可靠的装备、工艺、材料和施工方法, 推行作业标准化、施工机械化、检测 现代化、管理信息化。 2 框架组成 《规程》主要是把现行的《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》和《有砟轨道 铁路铺砟整道施工作业指南》 进行了整合, 取消了隧道内板式轨道, 增加了双块 式、 长枕埋入式无砟轨道和枕式道岔的施工内容, 使将来的标准体系更简洁, 更 利于现场执行。 《规程》共分14章, 主要内容包括总则、术语、基本规定、施工准备、轨道施 工测量、双块式无砟道床施工、弹性支承块式无砟道床施工、有砟轨道铺轨前铺 砟、无缝线路施工、有缝线路施工、有砟道岔及钢轨伸缩调节器铺设、轨道整理、 钢轨预打磨、轨道附属设施和常备材料, 另有 7个附录。 《规程》的内容包括施工准备、施工测量、施工方法和装备选择、施工流程、过 程控制要点、现场管理、接口质量、工序衔接等。 3 主要内容 3.1 总体内容调整 结合近几年国内客货共线铁路施工实践经验和新研究的成果, 规程框架体系与 现行标准体系作了进一步统一, 规程结构进一步优化, 使章节设置更趋于合理。 增加了基本规定、轨道施工测量、双块式无砟道床施工、轨道整理、钢轨预打磨 等章节, 使规程内容更全面, 能够有效地指导客货共线铁路轨道施工全过程。 结合现场管理实际, 删减、整合了部分章节和内容, 更便于现场执行。取消了板 式、长枕埋入式无砟道床、混凝土宽枕轨道、改建营业线和增建第二线轨道、工 程竣工章节。 考虑到客货共线铁路对长钢轨焊接接头质量的高标准要求, 结合铁 路运输局关于500 m长钢轨厂焊的要求, 将现行施工指南中基地钢轨焊接内容取 消, 把 500 m长钢轨焊接作为工厂化质量管理范畴, 现场仅对500 m 长钢轨按成 品材料进行进场质量检验和把关。 结合施工现场现行管理模式, 将现行施工指南 中长钢轨铺设、工地钢轨焊接、无缝线路应力放散及锁定等内容合并为一章进行 编制, 内容作相应的调整, 更便于现场使用和执行。 3.2 摒弃了一些不成熟和落后的施工技术、工艺 取消了几乎没采用的道砟摊铺机摊铺道砟施工方法, 通过工艺性试验段和工程 实践成果总结, 增加了“机械碾压法”摊铺道砟施工工艺和标准控制。 在保证预 铺道砟质量的前提下, 机械化程度高, 所需装载机、 平地机及压路机等设备均为 通用设备, 采用租赁或购置等方式配置均可, 能够有效节约工程成本, 且设备 利用率高。同时, 通过工艺试验, 预铺道砟厚度由原标准 150 mm提高至 200 mm, 预铺道砟厚度可控, 密度达标, 预铺道砟厚度提高后, 能够使后期机械化铺砟 整道作业遍数较传统施工方法减少 1~2遍, 节约施工费用1.5~3.0万元/km, 目 前定额已按此工艺进行了修订。 同时缩短了轨道施工总体工期, 减少了道砟粉化, 提高了道床质量, 减少了道床开通运营后养护维修成本。 对客货共线铁路无砟轨道长钢轨铺设, 结合国内新设备研制及推广情况, 取消 了“工具轨换铺法”施工工艺, 增加了效率较高的“拖拉法”铺设长钢轨技术。 铺设进度得到显著提高, 可实现单班日进度 5 km, 并可节约换铺法施工所需的 大量工具轨的费用。 在中南部通道、宁西、中川机场等隧道内双块式无砟轨道施工实践基础上, 分别 编写了“工具轨轨排法”、“轨排框架法”两种施工方法。 无砟轨道精调整理增加了采用轨道几何状态测量仪进行轨道静态测量, 为轨道 精调整理制定方案提供精准的数据依据。 有砟轨道铺砟整道精调整理阶段, 也推 荐采用轨道几何状态测量仪或惯导小车进行轨道测量, 这种测量手段与 CPⅢ控 制网联测, 能够为机养车提供更为精确的数据, 提高测量效率, 减少精调作业 遍数。 3.3 明确了参建各方质量控制管理方面的要求 在专家审查过程中, 结合建设、设计、施工、监理各方专家的意见, 新增了各方 在客货共线铁路轨道施工过程中质量控制管理方面的职责和要求, 规定了轨道 施工上各方有针对性的质量管理控制重点内容, 突出了轨道专业特点。 3.4 进一步优化了无缝线路应力放散及锁定作业技术标准 结合中国铁路总公司工程管理中心最新发布的 《新建铁路无缝线路应力放散及锁 定施工手册》对无缝线路应力放散锁定作业进行了修订, 更贴合现场实际操作。 并在现场充分调研的基础上, 增加了工地移动闪光焊机焊接记录表、 铝热焊接记 录表、 工地钢轨焊接接头超声波探伤记录等 7个无缝线路作业记录表, 记录表格 式及内容与现场进行了充分的对接, 将进一步规范现场作业记录。 4 实施要点 4.1 轨道施工测量 《铁路工程测量规范》 (TB10101—2009) 中没有涉及客货共线无砟轨道 CPⅢ控 制网的相关测量要求[1], 现场实施时, 大部分参照高铁测量标准, 该《规程》 编写时要求符合设计及相关标准要求, 没有列出具体指标。 该部分内容需等测量 规范完善后做局部修订, 在后期执行过程中, 应重点关注新的测量规范, 其发 布后相应的客货共线无砟轨道施工测量内容将会找到对应的标准依据。 4.2 无砟道床试验段 《规程》涉及双块式无砟轨道、弹性支承块式无砟轨道道床, 规定在无砟道床施 工前, 应进行工艺性试验, 确定其施工工艺、 施工机械设备及工装配置, 经评估 合格后方可开展施工。 对于工艺性试验段的长度, 没有做出具体长度规定, 每个 建设单位均会根据管理需要确定相应的试验段长度, 原则上线上试验段长度不 宜小于300 m, 对标准化管理、实体质量、资源配置等进行检验和评估, 满足要 求后方可展开施工。 同时规定, 采用“轨排框架法”施工线上试验段时, 轨排框 架拆除后, 宜铺设检测钢轨, 对轨道几何状态进行复测, 分析数据, 为后期道 床施工提供参考。 轨排组装及精调时, 轨道几何形位检测指标按速度等级进行了划分[2], 部分专 家提议, 在精调阶段, 按最严的指标去控制, 如轨距±2 mm, 轨向、高低、水平 均按2 mm控制[3,4], 不分速度等级, 但也有专家提出不同速度等级给的定额不 同, 要求过高, 将会增加施工成本, 故《规程》中还是保留按速度等级规定不同 的指标。但在实际施工过程中, 建议按较高等级去控制轨排精调几何形位指标, 以便减少后期轨道精调工作量。 道床混凝土浇筑时, 涉及混凝土浇筑前每车进行混凝土坍落度检测, 部分单位 提出异议, 从国家混凝土规范和铁路混凝土规范中均没找到出处[5], 规程这样 规定是否合适, 需要与在编的《铁路混凝土工程施工技术规程》对接, 执行时需 要统筹考虑。 4.3 工地钢轨焊头平直度检验 《规程》 中工地钢轨焊接接头平直度检验标准引用的是现行 《钢轨焊接第 2部分: 闪光焊接》TB/T1632.2 标准, 其为最终的检验标准, 如时速大于160 km 的线路 轨顶面要求0~+0.2 mm, 设计时速小于等于 160 km的线路轨顶面要求 0~+0.3 mm[6]。《规程》在专家审查会过程中, 运输局部分专家提出应适当放宽施工过 程中的检验标准, 避免工程车碾压及后期运营后钢轨焊头出现低接头现象, 专 家建议将钢轨焊头轨顶面的检验指标适当放大, 施工过程可按表1进行焊头精 磨控制[7,8]。当然, 该指标的具体确定还需要施工单位根据不同的施工环境温 度及作业条件进行研究, 找出合理的打磨预留量指标, 既避免出现低接头, 又 不会在竣工验收时预留量过大出现返工现象。 同时对轨底打磨进行了规定, 主要 是考虑焊头会落在轨枕上的情况, 对于铝热焊焊头轨底不能打磨, 所以规定距 轨枕边缘100 mm[9], 但对工地移动式闪光焊接, 轨底按要求打磨后, 可落在轨 枕上, 该标准在现实执行中需与路局做充分的沟通。 表1 钢轨焊接接头平直度允许偏差 下载原表 4.4 锁定轨温 《规程》在专家审查过程中, 普遍对“施工锁定轨温”、“实际锁定轨温”理解 有偏差。在该《规程》中, “施工锁定轨温”主要是指单元轨节始端及终端铺入 轨枕承轨槽时分别测得轨温的平均值, 测量轨温的时间应该是单元轨节放置在 滚筒上, 经过撞轨自由伸缩, 处于自由状态的情况下测得的轨温平均值。 实际锁 定轨温主要是指无缝线路温度力为“零”时的钢轨温度, 对于采用“滚筒法” 进行自然应力放散的, 应为撞轨后轨条处于自由状态入槽前测得轨温平均值, 即为实际锁定轨温, 和施工锁定轨温是同一个值;对于采用“拉伸器滚筒法”进 行应力放散的, 应为撞轨后轨条处于自由状态拉伸前测得轨温平均值加上拉伸 长度换算轨温即为实际锁定轨温, 拉伸长度计算时, 需将前次放散拆解扣件段 的长度计算入本次放散单元轨节长度中[10,11]。 4.5 无缝线路位移观测桩设置 《铁路无缝线路设计规范》 (TB 10015—2012) 中涉及无缝线路位移观测桩的内 容描述和现场有少量差异, 如采用跨区间无缝线路, 每500 m均匀设置位移观测 桩[12], 现场实施时大部分按区间长轨条距起终点各 50~100 m设置 1对、中间 每500 m 等距离设置 1对, 该《规程》没有完全引用设计规范, 而是和以前一样 原则性地指向了设计文件, 每个设计院在具体工点设计时有差异, 在现场执行 时需要和设计、路局进行充分对接。现场设计时, 应结合有砟、无砟轨道道床类 型进行设计, 对埋设的距离、观测桩标识的形式等进行针对性设计, 按路基、桥 梁、隧道、有砟轨道、无砟轨道区别对待, 以埋设简单、观测方便为原则, 而不 要统一为一个标准, 否则将会给施工、后期观测带来困扰。 4.6 有砟轨道及道岔精调阶段划分 结合西平、 宁西等有砟轨道施工实践, 将有砟轨道道床达到初期稳定阶段以前的 工作定义为铺砟整道阶段, 将初期稳定以后的工作定义为精调整理阶段。 规定了 道床达到初期稳定阶段, 轨面高程宜比设计低 50~80 mm, 轨道中心线与设计线 路中线一致, 允许偏差为 30 mm, 通过轨面高程来控制轨道初期稳定阶段起道量 更为合理, 主要是目前多条线都出现了精调后轨道起道量偏高的情况, 顾作此 规定, 为后期精调整理预留足够的空间, 同时增加线路中线允许偏差, 更利于 后期精调整理[13]。 4.7 取消了初期稳定阶段道床状态参数 经现场调研, 大部分单位在初期稳定阶段均没有开展道床状态参数检测, 主要 是通过机养遍数及轨道几何尺寸控制。 通过开展铺砟整道工艺性试验段, 摸索总 结了线路达到初期稳定阶段需要的机养遍数, 规定需进行2~3遍大机整道作业, 规范了施工, 避免了部分单位盲目无限制采用大机整道作业, 出现道砟粉化、 线 路高程超标等现象, 或少作业导致线路状态不稳定, 出现胀轨跑道等事故。 线路 达到初期稳定阶段, 设计速度V≤120 km/h 时, 宜“两捣一稳”, 设计速度 120 km/h
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